学年第二学期人教版化学选修4课时突破43第一课时 电解原理要点透析提升训练.docx
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学年第二学期人教版化学选修4课时突破43第一课时电解原理要点透析提升训练
选修4课时突破：
——电解原理
【要点导学】
一、
1．电解CuCl2溶液的实验
电解装置
电解过程分析
通电前
存在微粒
Cu2＋、Cl－、H＋、OH－
微粒运动
自由移动
通电后
微粒运动
Cu2＋、H＋移向阴极
Cl－、OH－移向阳极
电极反应
阴极：
Cu2＋＋2e－===Cu
阳极：
2Cl－－2e－===Cl2↑
电解反应
CuCl2
Cu＋Cl2↑
实验现象
阴极：
覆盖一层红色固体
阳极：
①有气泡放出；
②闻到刺激性的气味；
③湿润的淀粉碘化钾试纸变为蓝色
2．电解的概念
使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
3．电解装置——电解池
（1）概念：
将电能转变为化学能的装置。
（2）构成条件。
①两个电极：
阳极——与电源正极连接；
阴极——与电源负极连接。
②电解质溶液或熔融电解质。
③直流电源。
④构成闭合回路。
（3）工作原理：
①电极反应类型。
阳极→氧化反应；阴极→还原反应。
②电子流向：
电源负极→阴极；阳极→电源正极。
③电流方向：
电源正极→阳极；阴极→电源负极。
④离子流向：
阳离子→阴极；阴离子→阳极。
1．阴、阳离子在电解过程中的移动方向与在原电池中的移动方向有什么区别和联系？
提示：
原电池中，阳离子移向正极；阴离子移向负极；电解池中，阳离子移向阴极；阴离子移向阳极。
即阳离子都是移向发生还原反应的电极，阴离子都是移向发生氧化反应的电极。
2．在氯化铜溶液中除了Cu2＋和Cl－之外还有H＋和OH－，这两种离子为什么没有得到或失去电子？
提示：
电解时，溶液中离子的放电先后顺序与离子的氧化性或还原性有关，氧化性强的阳离子先得电子被还原，还原性强的阴离子先失电子被氧化。
Cu2＋比H＋更容易得电子，而Cl－比OH－更容易失电子，可从氧化性强弱的角度比较得电子的顺序，从还原性强弱的角度比较失电子的顺序。
【总结归纳】
1．电解池电极的判断
2．电解池的工作原理
接通外界电源后，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子的定向运动形成内电路，再从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极，如图所示。
3．电解产物的判断方法
（1）阳极产物的判断：
先看电极再判断，如果是活性电极（除Au、Pt以外的金属电极是活性电极），则电极材料失去电子，被溶解；如果是惰性电极（是指石墨、Au、Pt等电极），根据阴离子的放电顺序判断。
阴离子的放电顺序：
S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－。
（2）阴极产物的判断：
直接根据阳离子放电顺序判断。
阳离子放电顺序：
Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋（酸）>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋（水）>Al3＋>Mg2＋>Na＋。
1.如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。
则下列有关判断正确的是（ ）
A．a为负极、b为正极
B．a为阳极、b为阴极
C．电解过程中，d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变
解析：
选C 电流从电源的正极流出，因此a为电源正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极；电解CuCl2溶液电极反应为阳极（c电极）：
2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极（d电极）：
Cu2＋＋2e－===Cu，故C项正确。
2．如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解，下列说法正确的是（ ）
A．电路中电子流向：
负极→d→c→b→a→正极
B．a、c两极产生气体的物质的量相等
C．SO
向b电极移动，Cl－向c电极移动
D．通电后乙烧杯滴入酚酞溶液d极会变红
解析：
选D 电子只能在外电路中移动，故A错误；a极产生O2，c极产生Cl2，根据电子守恒O2～2Cl2～4e－，O2和Cl2的物质的量之比为1∶2，故B错误；阴离子向阳极移动，a和c是阳极，所以SO
向a电极移动，Cl－向c电极移动，故C错误；d极是阴极，电极反应式可表示为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，所以滴入酚酞溶液d极会变红，故D正确。
3．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确的是（ ）
选项
A
B
C
D
a电极
阳极
阴极
阳极
阴极
d电极
正极
正极
负极
负极
Q离子
阳离子
阳离子
阴离子
阴离子
解析：
选B 由电子的流向可知，c是负极，d是正极，b是阳极，a是阴极。
电解时，电解质溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则Q是阳离子，P是阴离子，B正确。
4．写出用惰性电极电解下列溶液的电极反应式和总反应方程式：
（1）电解NaCl溶液：
阳极：
__________________________________________________________________；
阴极：
________________________________________________________________。
总反应式：
________________________________________________________________。
（2）电解CuSO4溶液：
阳极：
_____________________________________________________________；
阴极：
_________________________________________________________________。
总反应式：
_____________________________________________________________。
答案：
（1）2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H＋＋2e－===H2↑
2NaCl＋2H2O
H2↑＋Cl2↑＋2NaOH
（2）4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 2Cu2＋＋4e－===2Cu 2CuSO4＋2H2O
2Cu＋O2↑＋2H2SO4
[方法技巧]
电解方程式的书写步骤
以用石墨作电极电解CuSO4溶液为例。
第一步：
明确溶液中存在的离子。
阳离子：
Cu2＋、H＋；阴离子：
OH－、SO
。
第二步：
判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序。
阴极：
Cu2＋>H＋；阳极：
OH－>SO
。
第三步：
写出电极反应式和总的电解方程式。
阴极：
2Cu2＋＋4e－===2Cu；阳极：
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。
根据得失电子数相等，两极反应式相加得总方程式：
2CuSO4＋2H2O
2Cu＋O2↑＋2H2SO4。
二、
电解规律（惰性电极）
类型
电极反应特点
实例
电解对象
电解质浓度
pH
电解质溶液复原
电解
水型
阴：
4H＋＋4e－===2H2↑
阳：
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
NaOH
水
增大
增大
加水
H2SO4
水
增大
减小
加水
Na2SO4
水
增大
不变
加水
电解
电解
质型
电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电
HCl
电解质
减小
增大
通入氯化氢气体
CuCl2
电解质
减小
—
加入氯化铜固体
放H2生碱型
阴极：
H2O放H2生碱
阳极：
电解质阴离子放电
NaCl
电解质和水
生成新电解质
增大
通入氯化氢气体
放O2生酸型
阴极：
电解质阳离子放电
阳极：
H2O放O2生酸
CuSO4
电解质和水
生成新电解质
减小
加入氧化铜
1．用惰性电极电解下列溶液，下列说法正确的是（ ）
A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变
B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C．电解硫酸铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
解析：
选D 电解稀硫酸，实质上是电解水，硫酸的浓度增大，pH减小，A项错误；电解稀NaOH溶液，也是电解水，NaOH溶液的浓度增大，pH增大，B项错误；电解CuSO4溶液，阴极产物是Cu，阳极产物是O2，由于两电极通过电量相等，故生成Cu与O2的物质的量之比为2∶1，C项错误；电解CuCl2溶液实质是电解CuCl2，阳极产物Cl2，阴极产物Cu，由于两极通过电量相等，生成Cu和Cl2的物质的量之比为1∶1，D项正确。
2．如图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无味气体放出。
符合这一情况的是（ ）
选项
a极板
b极板
X极
Z溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
解析：
选A 该装置是电解池，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无味的气体放出，说明a电极是阴极，b电极是阳极，阳极上OH－放电生成氧气，则阳极应该是惰性电极；阴极上析出金属，在金属活动性顺序中该金属应该位于H元素之后，X是负极，Y是正极。
A项，X是负极，Zn是阴极，石墨是阳极，阳极上OH－放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成铜单质，符合条件；B项，X是负极，阳、阴极都为石墨电极，阴极上H＋得电子生成氢气，没有固体生成，不符合条件；C项，X是正极，与题意不符；D项，X是负极，阳极上氯离子失电子生成氯气，氯气为有刺激性气味的黄绿色气体，不符合条件。
3．从H＋、K＋、Cu2＋、Cl－、SO
中选取适当的离子组成符合下列情况的电解质，进行电解（阳离子只能使用一次）。
（1）以碳棒为电极进行电解，电解质的物质的量减少，水的物质的量保持不变，两极都有气体生成，气体体积相同，则该电解质的化学式为______________，电解的阴极反应______________________，电解的阳极反应________________________，电解的总方程式是____________________________。
（2）以铂丝为电极进行电解，水的物质的量减小，电解质的物质的量保持不变，两极都有气体生成，气体体积比为2∶1，则该电解质的化学式为__________________，阴极反应式为____________________________，阳极反应式为______________________________。
（3）以惰性电极电解，电解质的物质的量减少，水的物质的量也减少，pH下降，则电解质的化学式为__________，电解的总方程式为_________________________________。
解析：
（1）以碳棒为电极进行电解，电解质的物质的量减少，水的物质的量保持不变，两极都有气体生成，气体体积相同，则该电解质的化学式为HCl，电解的阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，电解的阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，电解的总方程式是2HCl
H2↑＋Cl2↑。
（2）以铂丝为电极进行电解，水的物质的量减少，电解质的物质的量保持不变，两极都有气体生成，气体体积比为2∶1，则该电解质为活泼金属的含氧酸盐，其化学式为K2SO4，阴极H＋得到电子，电极反应式为4H＋＋4e－===2H2↑，OH－在阳极失去电子，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。
（3）以惰性电极电解，电解质的物质的量减少，水的物质的量也减少，pH下降，则电解质为不活泼金属的含氧酸盐，化学式为CuSO4，电解的总方程式为2CuSO4＋2H2O
2Cu＋O2↑＋2H2SO4。
答案：
（1）HCl 2H＋＋2e－===H2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2HCl
H2↑＋Cl2↑
（2）K2SO4 4H＋＋4e－===2H2↑ 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
（3）CuSO4 2CuSO4＋2H2O
2Cu＋O2↑＋2H2SO4
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